DNA 종이 접기 분석 및 실험에 대한 운모와 실리콘 기판의 제조

요약

벤치탑 RCA 세척 및 산화규소 유도체화를 포함하여 DNA 종이접기 연구에 사용되는 기질에 대한 재현 가능한 세척 공정에 대해 설명합니다. 표면 준비, DNA 종이접기 증착, 건조 매개변수 및 간단한 실험 설정에 대한 프로토콜이 설명되어 있습니다.

초록

DNA 종이접기의 설계된 특성과 제어된 원팟 합성은 많은 분야, 특히 나노 전자 공학에서 흥미로운 기회를 제공합니다. 이러한 응용 분야 중 다수는 DNA 나노 구조와의 상호 작용 및 기판에 대한 접착을 필요로 합니다. 원자가 평평하고 쉽게 세척할 수 있는 특성으로 인해 운모는 DNA 종이접기 실험에 선택되는 기질이었습니다. 그러나 운모의 실제 적용은 반도체 기판에 비해 상대적으로 제한적입니다. 이러한 이유로 유도체화된 산화규소에 대한 DNA 종이접기 접착을 위한 간단하고 안정적이며 반복 가능한 프로세스가 여기에 제시되어 있습니다. DNA 나노 구조가 실리콘 산화물 표면에 접착되는 것을 촉진하기 위해 많은 감광제와 호환되는 수용액에서 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES)의 자체 조립 단층이 증착됩니다. RCA(Radio Corporation of America) 세척 공정을 사용하여 기판을 모든 유기 및 금속 오염 물질로 세척해야 하며, 평평하고 기능할 수 있는 표면을 보장하기 위해 천연 산화물 층을 에칭해야 합니다. 클린룸에는 실리콘 세척을 위한 시설이 갖춰져 있지만 DNA 종이접기 버퍼 및 용액의 많은 구성 요소는 오염 문제로 인해 허용되지 않는 경우가 많습니다. 이 원고는 클린룸을 이용할 수 없거나 클린룸 CMOS 클린 벤치의 오염을 유발할 수 있는 프로세스를 통합하려는 연구원을 위한 실험실 내 소규모 실리콘 세척을 위한 설정 및 프로토콜에 대해 설명합니다. 또한 커버리지를 조절하기 위한 변수에 대해 논의하고 일반적인 샘플 준비 문제를 인식하고 방지하는 방법에 대해 설명합니다.

서론

먼저 2006 년에 도입 된 DNA 종이 접기의 DNA 올리고 뉴클레오티드의 자기 조립 특성이 설계 가능한 높은 순서 나노 구조를 제조 사용합니다. 구조의 무수한가보고되고있다 ^1, 웃는 3 차원 상자를 래치하는면에 이르기까지. ² DNA 종이 접기가 작용 될 수있다 다양한 생체 분자 및 나노 구조와 나노 전자, 의학, 양자 컴퓨팅 연구의 응용 프로그램에 상승을 제공합니다. ⁽³⁾ 그러나, 분석 및 많은 미래의 응용 프로그램뿐만 아니라 구조 설계에 따라, 또한 표면에 DNA 종이 접기 나노 구조의 접착에 있습니다. 운모 관능 규소 산화물 :이 논문에 설명 된 방법은 기판의 두 종류의 DNA 접기 샘플의 제조와 관련된.

이 0.02 nm의 나노 ± 0.37의 층 높이로, 원자 평면이기 때문에 운모는 DNA 종이 접기 연구에 대한 선택의 기판이다. ⁽⁴⁾ 또한 EAS입니다ILY 샘플 준비 및 원자 힘 현미경 (AFM) 연구는 간단하게 정리. 백운모 각 벽개면 칼륨의 높은 밀도를 포함하고 있지만, 이러한 경우에 물에 이온은 운모 표면에서 멀리 확산. 운모 기판에 DNA 접기의 결합을 중재하는, 마그네슘 ²⁺ 운모 음전하 리버스 정전 기판

프로토콜

1. 실험 계획 및 자재 준비

1. 실험에 사용되는 DNA 접기의 디자인, 농도, 및 기능을 결정한다. ^14-16 여기서는 ㎎ / ^{2 +} 용액 (40 mM 트리스 염기, 20mM의 ​​1X TAE 제조 DNA 접기 직사각형 디자인을 사용 아세트산, 2 mM의 EDTA, 12 mM의 아세트산 마그네슘, pH를 8.0). ¹⁷
2. 모든 팁, 튜브, 용기를 압력솥하는 데 사용합니다. 이 자료는 호환되는 모든 오토 클레이브해야합니다.
3. 세척을 위해 멸균 물 공급을 준비합니다. 18 MΩ X 센티미터의 물을 약 500 ml의 멸균 항아리 채우기, 열판에 장소, 오프 캡으로 5 분간 끓여하고, 핫 플레이트 떨어져 병을 용기에 배치하지만 강화하지 뚜껑 식지 . 냉장고에 보관하고 새로운 공급을 매월 또는 필요한 경우를 준비합니다.

2. 운모 기판을 준비

1. 적당한 크기로 잘라 기판 (가위로 1cm X 1cm 사각형). 운모는 얇고 깨지기 쉽다. 또한, 절단이 필요하지 않습니다 디스크 형태의 운모를 구입할 수 있습니다.
2. 양면 테이프를 사용 운모 쪼개짐. 양면 테이프에 부착 할 때 운모 이온을 인터로 분리 광물....

결과

두 변수는 기판 상에 DNA 접기의 범위를 지시 : 용액의 농도 및 노출 시간. 흡착 운모에 DNA 접기의 특성 및 작용 화 실리콘 산화물을 APTES 이전에보고되어있다. ^(13)을 증착 용액 및 운모에 최종 커버리지에서 DNA 접기의 농도 간의 관계를 농도 증가의 결과를 나타낸 표 1 및도 2에 나타내었다 증가 범위에서. 바인딩의 시간 의존성은 그림 3. 표면 범위에서 볼 수는 이전에 운모에 DNA 종이 접기의 결합 행동 수정 실리콘 산화물 표면을 정량화하는 연구 하였다. 1X TAE 버퍼에 12 mM의 마그네슘의 DNA 종이 접기는 표면에 30 분 흡수 시간 후 운모에 83.3 %, 3.1 % ± 범위를 가지고있다. APTES의 SAMs 변성 실리콘 산화물에 따르면 최대 운모에 따르면 최대 미만 60 분 후에 관찰되었다.높은 표면 적용 범위는 산화 규소 관능 APTES에 필요한 경우 더 긴 증착 시간이 필요하다.

토론

일관되고 이상적인 결과를 달성하기 위해 강조해야 할 몇 가지 단계가 있습니다. 운모 샘플 엄격한 철저한 세척을 다음과 같이 3.3 및 3.4에서와 같이, 정권 건조 개별 DNA 접기의 고품질 화상이 대표 결과 섹션에서 설명한 다양한 문제없이 AFM을 이용하여 달성 될 수 있다는 것을 보장한다. 실리콘 샘플을위한 가장 중요의 기판의 청결도이다. 철저 꼼꼼하게 단계 5.2에서 설명한 세정 절차에 따라 적절하게 세정하는 것은 실리콘 산화막의 표면이 달성되도록 보장 할 것이다. 또한, 품질​​과 과산화수소, 불산과 같은 화학 약품 APTES의 유효성을 모니터링하는 과정을 원활하게 실행되도록한다.

설명 된 기술들은 APTES의 수용액에 한정되지 않는다. APTES와 trimethylaminopropyltrimethoxysilyl 클로라이드 (TMAC)의 혼합 단층은 우리를 할 수 있습니다조정에 ED 실리콘 표면 전하 및 변수의 DNA 종이 접기 접착력을 촉진한다. ¹¹

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
에펜도르프 epT.I.P.S. 재장전, 용량 2-200  &뮤;	l VWR International, LLC	22491733	96개의 팁이 담긴 10개의 재장전 트레이
Microcentrifuge Tubes, Polypropylene	VWR International, LLC	87003-290	0.65 ml, natural
Research Plus Pippete - 단일 채널 - 20-200  &뮤; 엘	A. Daigger & 회사, Inc.	EF8960F-3120000054 각각	조절 가능한 볼륨
연구 플러스 피펫 - 단일 채널 - 2-20  &뮤; 엘	A. Daigger & 회사, Inc.	EF8960D-3120000038 각	조절 가능한 볼륨
스카치 237 영구 양면 테이프	Office Depot, Inc.	602710	3/4" x 300", 2개 팩
Vortex 믹서	Thermo Scientific	M37610-33Q
웨이퍼 컨테이너 싱글, 2" (50 mm), 60 mm x 11  mm	전자 현미경 과학	64917-2	6개/팩
6" 웨이퍼, P-타입, < 100> 방향, 기본 평면	Nova Electronic Materials, Ltd.
무분유 니트릴 검사 장갑	VWR International, LLC	82062-428	카탈로그 번호는
Au 반사 코팅이 된 대형 고정밀 비접촉 프로브	.	HA_NC/15
오토클레이브 팬	A. Daigger & 회사, Inc.	NAL692-5000 EF25341C
Sol-Vex II 공격적인 장갑, 크기: 9-9.5; 15 mil, 13 인치 - 1 dz	Spectrum Chemical Mfg. Corp.	106-15055	사용하기 전에 물로 헹구고 장갑에 거품이 생기지 않을 때까지 함께 문지릅니다.
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Glassware용 Scriber Diamon Pen	VWR International, LLC	52865-005
Scintillation Vials, Borosilicate Glass, with Screw Cap - 20 ml	VWR International, LLC	66022-060	500개/케이스, 폴리프로필렌 캡 및 펄프 호일 라이너 부착
4 x 5인치 상단 PC-200 핫 플레이트, 120V/60Hz	Dot Scientific, Inc.	6759-200
직선 유리 항아리, 넓은 입	VWR International, LLC	89043-554	254 케이스, 펄프 / 비닐 라이너가 부착
된 캡 Standar-Grade Glass Beaker, 250 ml 용량	VWR International, LLC	173506
비커, PTFE	VWR International, LLC	89026-022	HF
얕은 형태의 시계 유리, 3 "	VWR International, LLC	66112-107	12
플라스틱 보관 용기	VWR International, LLC	470195-354	보조 용기
범용 액체 유리 온도계	VWR International, LLC	89095-564
고정밀 및 초미세 핀셋	전자 현미경 과학	78310-0
폴리 카보네이트 안면 보호대	Fisher Scientific주식회사	18-999-4542
네오프렌 앞치마	피셔 사이언티픽, Inc.	19-810-609
칼슘 글루코네이트, Calgonate	W.W Grainger, Inc.	13W861	튜브, 25g
과산화수소 30% CR ACS 500ml	Fisher Scientific, Inc.	H325 500	유해하고 독성이 강한
3-Aminopropyltriethoxysilane	Gelest Inc.	SIA0610.0-25GM	사용하기 전에 실온으로 따뜻하게 하십시오.
수산화암모늄, 2.5L	Fisher Scientific, Inc.	A669-212	유해하고 독성이 있는
염산	Fisher Scientific, Inc.	A144-212	유해하고 독성이 있는
불산	Fisher Scientific, Inc.	A147-1LB	유해하고 독성이 있는
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덩크 바구니	Made in lab	Made in lab	덩크 바구니는 구멍이 뚫린 PTFE 병 바닥, PTFE 손잡이 및 모든 PTFE 나사를 사용하여 만들어졌습니다.

포함GC49266입니다. 사례